Темы экспериментальной (научной) работы

Предлагаются следующие темы:

- Оценка структурного состояния почв;

- Влияние агрогенных воздействий на структурное состояние почв;

- Участие легкоминерализуемых органических соединений в формировании почвенных агрегатов;

- Пространственная изменчивость структурного состояния почв;

- Изменение структурно-агрегатного состава почв при антропогенном использовании;

- Влияние различных режимов использования на некоторые свойства почв;

- Устойчивость органического вещества черноземов к антропогенным воздействиям;

- Оценка плодородия техноземов по показателям ферментативной активности;

- Оценка биологической активности почв;

- Влияние агробиологических параметров на скорость продуцирования углекислого газа;

- Оценка каталитической активности почв в различных агротехнических условиях;

- Формирование углерода микробной биомассы в почвах разной степени окультуренности;

- Исследование активности микробной биомассы в различных агробиологических условиях;

- Влияние агрохимической мелиорации и микробиологических препаратов на биологическую активность почв;

- Влияние высушивания почвы и других органо-минеральных субстратов на показатели почвенного плодородия;

- Влияние стимуляторов роста и вытяжек на рост и развитие растений зерновых и овощных культур;

- Развитие корневой системы культур в различных агрофизических условиях;

- Влияние гидротермических условий на агрофизические свойства почв.

- Исследование устойчивости показателей агрофизических свойств почв;

- Влияние удобрений на агрегатообразующую способность;

- Влияние легкоминерализуемого органического вещества на строение почвы;

- Влияние вытяжек из органо-минеральных субстратов на всхожесть семян, рост и развитие ростков зерновых и овощных культур;

- Сравнение методов определения легкоминерализуемого органического вещества почвы;

- Исследование ферментативной активности в почвенных системах с разной устойчивостью;

- Определение активной микробной биомассы в различных по устойчивости почвенных агрегатах;

- Влияние минеральных удобрений и мелиорантов на сохранение запасов подвижного органического вещества почвы;

- Влияние минеральных и органических удобрений на устойчивость почв;

- Исследование запасов азота (аммиачная форма) в почве и микробной биомассе;

- Исследование дуализма почвенного органического вещества на разных агрофизических фонах при воздействии воды;

- Исследование новых методов определения скорости продуцирования углекислого газа из почвы;

- Изменение дыхательной активности почв в зоне техногенного загрязнения;

- Пространственная изменчивость содержания микроэлементов в техноземах;

- Изменение фракционного состава растительных остатков в почвах различного использования;

- Состав органического вещества почв и его изменения под влиянием агрогенных воздействий.

- Пространственная неоднородность в распределении растительного вещества в почве

- Запасы макро- и микроэлементов в составе растительного вещества в разных почвах

- Вариабельность показателей гумусного состояния в разных почвах.

План курсовой работы по полученным в эксперименте данным составляется совместно с преподавателем. Далее приводятся методические советы и рекомендации по оформлению основных глав, характерных для любой темы курсовой работы по данным эксперимента.

Во введении, объемом 1-2 стр., обосновывается актуальность выбранной темы и суть проблемной ситуации, отмечается то, что уже известно и что пока неизвестно науке о предмете исследования, указываются цель и задачи эксперимента. Цель чаще формулируется одним предложением с использованием следующих вводных слов: изучить, описать, установить, выяснить, исследовать, определить. Задачи указываются конкретные по пунктам: 1. …; 2. …; 3. … .

В обзоре литературы, объемом 5-7 стр., сообщается о состоянии разработанности выбранной темы и изученности на данный момент по решаемой проблеме. Здесь важно показать умение систематизировать источники, критически их рассматривать, выделять существенное, оценивать ранее сделанное другими исследователями, а также правильно оформлять ссылки на используемые источники. Обсуждение источников должно привести к выводу, что именно данная тема еще не раскрыта (или раскрыта частично или не в том аспекте) и потому нуждается в дальнейшей разработке. В заключение данной главы формулируется научная проблема и рабочая гипотеза. Гипотеза – предполагаемое решение проблемы. Заведомо истинный, как и заведомо ложный ответ на нее не может выступать в качестве гипотезы. В агрономическом исследовании гипотеза должна воплотиться в схеме эксперимента (опыта).

Понятия и термины (объем 1-2 стр.). Предлагаемая глава необходима для систематизации знаний о предмете и объекте исследования, овладения терминологическим аппаратом изучаемой науки, а также для сообщения читателю о ваших суждениях на то или иное понятие, особенно если оно носит дискуссионный характер.

Здесь рассматриваются те термины, которые составляют основу конкретной курсовой работы или которые встречаются впервые. Каждое определение оформляется с красной строки, например:

Гумус – это основная часть органического вещества почвы … .

“Дыхание” почвы – это процесс … .

Деградация почв – это ухудшение … .

Объекты исследований излагаются на 3-5 страницах. Объект – это процесс или явление, порождающее проблемную ситуацию и избранное для изучения. Предмет исследования – это то, что находится в границах объекта.

Объект и предмет исследования как категории научного процесса соотносятся между собой как общее и частное. Основным объектом исследования в почвоведении является почва. Поэтому в начале данного раздела указывается: “Объектом нашего исследования был чернозем обыкновенный маломощный малогумусный тяжелосуглинистый на красно-бурой глине”. Если изучалось две почвы, тогда дается полное название двух этих почв и т.д. Так как экспериментальная курсовая работа проводится в основном в зимне-весеннее время, то анализироваться будут почвенные образцы названных почв. Поэтому далее отмечается где, каким способом, с какой глубины, под какими культурами (растениями) были отобраны эти образцы и в какое время (или фазу развития).

Если отобранная для эксперимента почва ранее анализировалась по основным агрономическим показателям (гумус, рН, сумма обменных оснований, емкость катионного обмена, гранулометрический состав) в агрохимлаборатории или на кафедре, то эти данные приводятся в таблице с указанием источника информации. Если имеются сведения о морфологических признаках почвы, их можно указать, за исключением того случая, когда они будут являться предметом исследования. В случае отсутствия таких данных, они определяются самостоятельно или на лабораторно-практических занятиях по согласованию с преподавателем.

В текущем разделе рассматривается также схема эксперимента (опыта). Схема опыта – это совокупность всех вариантов опыта. Эта схема логически следует из рабочей гипотезы. В качестве образца приводятся следующие возможные схемы экспериментов:

Эксперимент № 1 Эксперимент № 2

Варианты: Варианты:

1. Почва (контроль); 1. Чернозем обыкновенный (контроль);

2. Почва + N₃₀; или 2. Чернозем южный;

3. Почва + N₆₀; 3. Чернозем выщелоченный;

4. Почва + N_90. 4. Чернозем оподзоленный.

Контроль – это вариант эксперимента (или несколько вариантов), с которым производят сравнение остальных вариантов. Количество вариантов не должно быть слишком большим. Установлено, что для более эффективного исследования в одном эксперименте должно быть не более 7-8 вариантов (минимум – 2).

Важным требованием при составлении схемы опыта является принцип единственного различия. Его суть – соблюдение единства всех условий в эксперименте, кроме одного – изучаемого. Например, в эксперименте № 1 изучается влияние дозы (30, 60, 90) азотного (N) удобрения на интенсивность минерализации гумуса. Единство условий здесь: почва одного генезиса (например: подзолистая), время отбора образцов, однотипная растительность, из-под которой были отобраны образцы и т.д. Отличие только одно – доза вносимого азотного удобрения. Во втором эксперименте разница - на подтиповом уровне черноземов.

Методы исследований описываются, исходя из четких представлений о них. Метод – это система предписаний, рекомендаций, указывающих, как сделать что-то. Научный метод – это система принципов, операций, процедур, правил и норм, обеспечивающая в научном исследовании выработку нового знания, его проверку и подтверждение в процессе решения познавательных проблем и задач.

Правильная методика – залог успеха исследования. Она определяет оборудование, количество опытов, план работы, затраты времени и средств.

В разделе указываются методы, которые использовались для решения поставленной цели и задачи исследования. Вначале приводятся методы, при помощи которых была получена первичная информация о предмете исследования. Например, если тема эксперимента была посвящена определению влияния удобрений на скорость превращения органического вещества почвы, то в первую очередь указывается метод его (скорость) измерения. Далее указываются методы так называемых сопутствующих наблюдений (анализов). Они необходимы для установления причинно-следственных связей между зависимой переменной - у (содержание органического вещества) и независимыми переменными – x: факторами или вариантами (видом удобрения, влажностью почвы, температурой почвы, датой внесения, химическим и физическим составом удобрений и т.д.).

Результаты исследований излагаются на 7-15 страницах компьютерного набора. Это основная глава в курсовой работе. Здесь автор должен показать умение сравнивать и анализировать результаты опыта, логично и аргументировано излагать материал. Для грамотного рассмотрения данных используются методы эмпирического и теоретического познания: наблюдение, описание, сравнение, анализ и синтез, аналогию, индукцию и дедукцию, абстрагирование, моделирование. В почвоведении, по А.А. Роде (1971), используются сравнительно-географический, сравнительно-аналитический методы исследования и метод моделирования. Ознакомьтесь с сутью данных методов. Постарайтесь употребить их при работе над текущей главой.

Основные этапы работы над главой

Прежде чем начинается интерпретация данных эксперимента, обращается внимание на то, что научное исследование во многом процесс творческий. Вы должны показать креативность вашего мышления. Поэтому предлагаемые ниже этапы не должны восприниматься как неукоснительные, по которым следует строго следовать. Если вы выберите свой собственный стиль изложения материала, это будет только приветствоваться. Однако, желательно, соблюдать предложенную очередность, а элементы творчества использовать в текущем разделе.

1. В главе представляются результаты наблюдений, анализов, расчетов, их систематизация и стремление установить связь между ними. Форма подачи может быть в виде таблиц, графиков, диаграмм и др. Широкое применение получили математические методы описания, в т.ч. методы математической статистики. Таким образом, первый этап в работе над главой “Результаты исследований” – научное описание результатов исследования.

2. Далее следует воспользоваться методом научного сравнения между обнаруженными в эксперименте данными. В агрономическом исследовании чаще сравниваются варианты опыта с контролем и друг с другом. Применительно к почвоведению сравнительный метод, как было указано ранее, подразделяется на сравнительно-географический, сравнительно-аналитический, а также метод моделирования. Какой метод использовать в работе во многом определяется темой, целью и задачами эксперимента. Посоветуйтесь с преподавателем по выбору оптимального метода. Логически пересекается с названными методами, предложенная И.П. Герасимовым (1973, 1975) триада: факторы → процессы → свойства. Под факторами, в данном случае, подразумеваются Докучаевские “факторы почвообразования” – климат, рельеф, породы, живые организмы и время. Обсудите с преподавателем суть данной триады и как использовать эту логическую цепочку при сравнении и анализе результатов. Важным дополнением к докучаевским факторам является процесс антропогенного воздействия на почву. Этот фактор чаще всего и является той первопричиной, которая изменяет функционирование почвы как целостной, устойчивой системы. Под термином антропогенное воздействие понимается: система севооборотов, обработки почвы и внесения удобрений, мелиорация, орошение, осушение, различные источники загрязнения и т.д.

3. Заключительным, наиболее сложным и важным этапом в работе, является поиск закономерностей, причинно-следственных связей в полученных в ходе эксперимента данных. Здесь необходимо использовать такие методы познания, как анализ и синтез, индукцию и дедукцию, аналогию, абстрагирование, моделирование, а также статистические методы обработки опытных данных.

В ходе изложения всегда помните, что на исследуемую переменную, предмет исследования - (у), могут повлиять:

1) генетические особенности почвы (факторы почвообразования, в т.ч. морфогенетические особенности);

2) свойства самой почвы (содержание гумуса, гранулометрический состав, агрохимические показатели, структура, реакция среды - рН, катионный состав и др.);

3) экологические факторы среды (температура воздуха и почвы, влажность почвы);

4) факторы антропогенного воздействия (удобрение, культуры севооборота, обработка и т.п.).

Каждый из перечисленных параметров (а также не названные здесь факторы) может быть причиной изменения, трансформации, вариации или изменчивости исследуемой переменной – у. Ваша задача – определить, какой из них в большей степени влияет на эти изменения. В первую очередь, исходя из темы работы, выясняется роль тех факторов, воздействие которых вы запланировали изучить. Например, если тема курсовой работы звучит: Влияние влажности почвы на содержание нитратного азота, тогда основной фактор для изучения воздействия – влажность почвы. Но параллельно с этим вы должны были еще в ходе подготовки к эксперименту спланировать сопутствующие наблюдения (анализы), которые могли бы повлиять напрямую или косвенно как на влажность, так и на количество нитратного азота. Такими параметрами здесь могли бы быть: содержание гумуса в почвенных образцах исследуемых вариантов, температура почвы, активность фермента – нитратредуктазы и т.д.

Для того, чтобы обосновать достоверность предполагаемых различий между вариантами, доказать причинно-следственные связи между изучаемыми параметрами, необходимо воспользоваться методами математической статистики.